今天小編分享的财經經驗:如何根治負電價之痛?不妨學學德國的“三張王牌”,歡迎閱讀。
文 | 華夏能源網
新能源負電價和棄風棄光為什麼如此可怕?
新能源負電價是打破認知的存在,電價一路無底線下滑,那種失去控制感讓人無助。棄電讓人看不到裝機增長的意義,中國的新能源裝機注定會越來越多,如果結果是越來越多的棄風棄光,那新能源就向進入了無望的荒原。
負電價和棄風棄光,根本的原因都是消納利用出了問題。
即使是老牌的新能源勁旅德國,也同樣存在負電價和棄風棄光問題。但中國的問題要比歐洲嚴重很多。
華夏能源網(公眾号 hxny3060)注意到,在 2025 中國風能新春茶話會上,中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海岩表示,2024 年,山東省風電光伏全年電量占比 13% 左右,全年負電價小時數 973 小時。山東的負電價小時數,竟然是德國的 2 倍。要知道,德國綠電占比已經接近 50%。
新能源裝機上得快,負電價以及棄風、棄光來勢更猛,但是新能源電量占比上不去,中國發展新能源的模式哪裡出了問題?
對比中國新能源大省山東和歐洲新能源霸主德國——兩者電力總裝機相類似,新能源在總裝機中的占比也相類似——可以找到一些問題的答案。反思兩者背後的模式之别,對中國走出新能源消納困境有很強的參考意義。
山東德國數據對比揭示很多問題
2024 年,歐洲的負電價呈迅速蔓延之勢。歐洲電力行業協會 Eurelectic 數據顯示,2024 年,歐盟負電價共計發生 1480 次,創歷史紀錄。
其中,英國出現 179 小時負電價,相較 2023 年時的 106 小時增加 69%;法國負電價時間為 356 小時,是 2023 年 144 小時的 2.47 倍;西班牙首次出現負電價,共計時長為 247 小時。
歐洲負電價,最嚴重的要數德國。據歐洲電力現貨交易所(EPEX SPOT)數據,德國 2024 年共計出現了 468 小時負電價,相較 2023 年的 292 小時上漲了 60%。
轉過身來再看山東。作為電力與新能源 " 雙料 " 大省的山東,從出現負電價到趨向嚴重,為時并不長。
山東電力現貨市場在 2022 年共有 176 天全天最低電價小于 0 元 / 千瓦時,其中共有 135 天出現 -0.08 元 / 千瓦時的最低負電價。
随着新能源裝機的日益飽和,負電價愈演愈烈。2023 年 4 月 29 日 -5 月 3 日,山東用電負荷下降、日間時段新能源大發,嚴重的供大于求使得電力現貨實時交易累計出現 46 次負電價。
其中,從 5 月 1 日 20 時至 5 月 2 日 17 時,連續實時現貨出清負電價時段長達 22 個小時。最低價格出現在 5 月 2 日 17 時,為 -0.85 元 / 千瓦時,這相當于發電商要以一度電 8 毛 5 分錢的價格付費發電。
2023 年,山東的負電價小時數累計接近 1000 小時。步入 2024 年,山東的負電價無改觀,全年負電價小時數仍高達 973 小時。這一負電價小時數,是德國的整整兩倍。
那麼,山東與德國的新能源裝機情況又怎麼樣呢?
華夏能源網注意到,截至 2024 年底,山東風光新能源裝機突破了 1 億千瓦,煤電裝機容量為 10642.6 萬千瓦。算上水電等電源,山東的可再生能源裝機已經達到了 1.15 億千瓦,超過煤電成為第一大電源。
德國 2024 年電力總裝機容量為 26340 萬千瓦。其中,光伏裝機約 1 億千瓦,占比 38%;風電裝機約 7200 萬千瓦,占比 27.5%,風光裝機總占比 65.5%。此外,燃氣發電占比 12.8%、煤電占比 11.8%、水電占比 2.1%,生物質和其他可再生能源占比 3.8%,其他傳統能源占比 4.0%。
再看電量占比。德國裝機占比 65.5% 的風光新能源,2024 年發電量占比已經接近 50%;而山東裝機占比接近 50% 的風光新能源,2024 年發電量占比是 13%。也就是說,山東的新能源體量雖大,但是發電量少了太多。
發電量少意味着什麼?意味着棄風棄光率太高了。山東的新能源之病,肉眼可見的在加重。其實不獨山東,中國其他新能源大省也都存在着裝機攀升過快、發電量占比卻很低的困境。
數據明明白白,困境如斯,那麼,背後原因是什麼?提升新能源實際效益的根本出路又在哪裡?答案很清楚——消納。
電網調度機制不适應是症結
說到歐洲新能源,英國和德國兩大新能源強國,消納模式也不盡相同。
英國的新能源,主要是大量的海上風電和陸上風電,無論是英國東部的海風,還是英國北部的海風,都是集中式風電接入電網。這就決定了,英國的電網需要通過集中式的調度手段,來為全國各地提供電力平衡。
德國的情況不同。德國的新能源分布式為主,尤其是分布式光伏,德國計劃到 2030 年實現光伏裝機 2 億千瓦以上,屆時将全部淘汰煤電。德國有這樣的雄心和底氣,是因為修煉了很強的消納内功。
德國消納分布式新能源主要采用平衡單元。與星羅棋布的分布式新能源相呼應,德國有 2700 多個平衡單元,每一個單元的地理範圍放在中國,大致相當于一個區或一個縣。
平衡單元最大的好處,就是它的電力自平衡機制,也叫負平衡機制。德國的新能源以發展分布式為主,大量的分布式光伏裝在一個又一個社區裡,每一個社區的新能源首先要原地消納掉,不要随便推上網,否則就要有額外的調節收費。
德國電力市場與電力調度時序關系(中國電科院)
每個單元負責預測本區網域内每天的電量和負荷,如單元内不能平衡,則需要向電力系統買入、賣出電量,并編制計劃上報給電網公司,電網公司根據單元平衡之後的情況制定整個區網域的計劃。當預測和實際發生偏差時,平衡單元必須承擔系統的平衡費用。
反觀中國,新能源消納依靠大電網。大電網脫胎于煤電時代,拿手好戲是集中調度,但是很不适應分布式新能源。
傳統電網的工作機理是源随荷動,火電出力可控性強,可以随着負荷波動随時加加減減,電網單靠計劃調度就能輕松實現電力系統的有效運轉。新能源是 " 靠天吃飯 ",高度不可控,發電太多太少皆為難題。更重要的是,分布式新能源要求有分散式的調度平衡機制,大電網不适感與日俱增。
傳統大電網的調度機制下,是高度集中垂直、自上而下的,國調指揮省調,省調指揮市調……這麼一脈相承下來,到了區縣這一部門的電網,其實已經沒有什麼自主權了,只能是上面給安排什麼電就是什麼電,區内分布式新能源的自平衡,根本就做不來。這與德國的區網域單元平衡是巨大反差。
那麼,為了高度适配新能源,尤其是各地星羅棋布的分布式新能源,傳統大電網就需要改革集中調度模式,賦予最底層的電網單元自平衡轄區内分布式新能源的權責。
國家電網、南方電網兩大電網巨無霸,準備好推進這一改革了嗎?
精準出力預測與配建儲能
德國新能源消納得好,除了平衡單元,還有第二張王牌——精準的新能源出力預測以及天氣預報。
風光新能源的出力曲線預測是個大難題,這也催生了德國的新能源出力預測以及天氣預報服務,很多客戶甚至需要精準預測 15 分鍾内的細微變化。
對比來看,德國的新能源出力曲線預測,誤差能夠控制在 5% 左右;而中國的新能源出力曲線預測,誤差目前僅能控制在 15% 左右。這 10 個點可是了不得,不單影響到新能源電價,更影響到新能源發電量。
由于新能源出力預測精度不夠高,嚴重影響到中國新能源的消納,電網的靈活調度也不可能。
中國工程院院士、南方電網專家委員會名譽主任委員李立浧認為,所謂的風光新能源的随機性、間歇性、波動性,僅是感性的描述,從技術角度來看可将新能源 " 三性 " 歸結為不可預測性。這就意味着,新型電網的柔性智能,首先必須針對新能源實現高精度預測,有了高精度預測,電網才能夠走向 " 無條件 " 接納新能源。
中國工程院院士劉吉臻則形象地将新型電網工作機理描述為能量流、數據流、信息流。新型電網要源網荷儲 " 雙向互動 "" 多向互動 ",核心的就是要實現數據流、信息流和能量流的 " 同流合屋 ",電網要用自身的柔性智能,将來自于源荷儲各方的即時數據流、信息流和能量流融為一體,根據系統數據流、信息流的即時變動,去智能調整電能量流的流動。
可見,新能源出力的精準預測絕對是一門技術活,這方面中國需要追趕的地方還很多。
德國新能源消納得好,還有第三張王牌——儲能的廣泛運用。
來源:華泰睿思
德國沒有足夠的土地空間建設大規模的風光大基地,大部分光伏裝設在居民屋頂上,但光伏上網的價格很低,非常不劃算,所以德國居民大多安裝了家用儲能系統。
儲能在德國能夠發揮最大效益,與其對電價波動的容忍度密切相關。德國的電價價差很大,這為儲能提供了利潤空間。
對此,國家電投集團原董事長錢智民曾分析稱,美國最高的電價到了 63 元,德國最高的電價達到過 22 元。中國歷史上電力現貨交易最高的價格是 2.3 元,很多省份到了 1 元就要幹預。如果中國能夠拉大峰谷電價差,就能有力推動儲能的發展,有力推動綠色低碳產業的發展。
電價價差對發展儲能至關重要。從國内來看,浙江省工商業儲能兩充兩放的效益就很好,這主要是有 1.1 元的充放電價差。目前,除了中東部一些省份的工商業儲能夠靠充放電價差存活下來,其他類型的儲能效益都不佳。未來," 源網荷儲一體化 " 模式要想真正跑通,電價改革是必要的。
當然,中國的新能源是在最近 4 年才剛剛迅猛起勢,2023 年新能源發電量占比才首次超過 15% 的紅線,消納内功還需要很長時間修煉。中國的新能源裝機增長過快,如果任由消納能力原地踏步,大好發展勢頭可能或熄火。借鑑和學習德國等國的新能源消納經驗,極有必要。